MIKROKONTROLER
“ SENSOR PENGUKUR SUHU PANAS DENGAN INDIKATOR LCD ”
DI SUSUN OLEH :
JOHANNES CHRISTIAN SILAEN KRISTIANI NATALIA NAHAMPUN TINUS BAMBANG RISARD ANSANAY MUHAMMAD ZULFAHMI GRANDIS L HAZATHIAN EZRA D PURBA
13140073 13140085 13140090 13140049 13140054 13140080
AKADEMI TELEKOMUNIKASI SANDHY PUTRA JAKARTA 2014/2015
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur Kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat mengerjakan makalah “SENSOR PENGUKUR SUHU PANAS DENGAN INDIKATOR LCD ” ini dengan baik dan lancar. Pembuatan makalah ini di susun berdasarkan berbagai sumber bacaan sebagai referensi yang di peroleh dari Internet. Saya berharap makalah ini dapat memberikan motivasi kepada para mahasiswamahasiswi Akademi Telekomunikasi Sandhy Putra Jakarta untuk lebih giat mempelajari hakekat yang terkandung dalam Perkembangan Mikrokontroller ini. Saya juga meminta maaf yang sebesar-besarnya apabila ada kekurangan, kesalahan bahkan kata-kata yang tidak berkenan di hati dan disisi lain saya sangat mengharapkan ada masukan baik kritik maupun saran dari saudara. Sehingga penyusun dapat memperbaiki apa yang jadi kekurangan saya. Akhir kata saya mengharapkan makalah ini banyak manfaatnya bagi kami sendiri khususnya maupun semua pihak pada umumnya.
.
Jakarta, 14 Juni 2016
Tinus Bambang Risard Ansanay
BAB 1 PENDAHULUAN
A. Tujuan Praktikum
1. Mahasiswa mengenal dan memahami definisi Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD. 2. Mahasiswa mengetahui prinsip kerja dari sebuah sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD. 3. Untuk mengetahui cara membuat sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD sederhana.
B. Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah mengenal dan memahami definisi Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD ? 2. Bagaimanakah prinsip kerja dari sebuah sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD ? 3. Bagaimanakah cara membuat sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD sederhana ?
C. Dasar Teori Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat cenderung menggunakan indera peraba untuk mengukur suhu. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka terciptalah Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD untuk mengukur suhu dan menganalisa tinggi rendahnya suhu tersebut dengan melihat output LCD. Pengukur suhu ini menggunakan presisi mikro daya sensor LM 35. Tegangan keluaran dari IC linear adalah sama dengan 5V per derajat celcius. Tingkat suhu ditampilkan melalui pembacaan LCD. Rangkaian pengukur suhu ini menggunakan presisi suhu IC LM35. Dua pin transistor seperti seperti IC memberikan ouput liner per derajat kenaikan suhu. Hal ini dapat mengukur suhu sesuai dengan kondisi panas suhu tubuh tersebut. Jenis LM34 adalah sensor Fahranheit. Output dengan IC1 secara langsung diberikan ke input dari driver display IC LM 3914. Ini adalah sirkuit terpadu monolitik dengan 1 keluaran aktif rendah yang dapat mendorong 1 LCD secara langsung tanpa resistor yang membatasi arus. Rangkaian internal dari IC menyesuaikan arus yang melalui LCD . Masukan dari LM 3914 sangat sensitif dan outputnya tenggelam satu per satu sebagai inputan yang menerima kenaikan dari suhu IC LM35, LED 05:59 menyala. Jika sensivitas tidak tinggi , VR2 dapat diabaikan. Maka output dr IC1 harus langsung terhubung ke input dari IC2. Bila daya diterapkan LCD akan menyala. Sebuah Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD adalah sebuah alat sederhana yang digunakan untuk menganalisa suatu penambahan suhu. Cara mengukur suhu seperti suhu tubuh dengan cara meletakan Sensor pengukur suhu panas pada bagian daerah organ tubuh yang panas. Suhu panas yang mengenai tubuh tersebut akan bisa mengetahui berapa jumlah penambahan suhu panas badan tersebut pada LCD dan dapat di programkan, boleh juga menambah rangkaian LED untuk mengetahui warna suhu pada organ tubuh tersebut. Prinsip dari pemuaian ini selanjutnya dijadikan sebagai indikator dari pertambahan suhu. Dalam mengukur suatu besaran termasuk suhu, dibutuhkan satuan internasional yang disepakati dan digunakan di seluruh dunia. Pada besaran suhu satuan Internasional yang digunakan adalah Kelvin dan Rankine, kedua suhu ini dikembangkan dari satuan Celcius dan juga Fahrenheit, namun masih ada satu satuan dari suhu yang saat ini mulai ditinggalkan yakni Reamur. Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis AMEGA 328(datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untukmenjalankannya. Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal itu tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 hingga versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial.Revisi 2 dari dewan Uno memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke tanah, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU. Pada tutorial belajar Arduino Indonesia kali ini akan membahas tentang bagaimana membuat project DIY (Do It Yourself) aplikasi pengukur suhu sederhana dengan menggunakan sensor suhu LM35. Karena nilai output dari sensor suhu LM35 berupa signal analog, maka perlu dilakukan proses untuk mengubah signal analog tersebut ke signal digital dengan menggunakan feature ADC pada Arduino. Untuk resolusi maximum ADC board Arduino Uno ialah 10 bit, sehingga nilai prescaler maximum yang dapat digunakan sebesar 1023. Baca juga artikel ini dalam Bahasa Inggris. Sebelum membuat project pengukur suhu dengan Arduino, terlebih dahulu perlu memahami karakteristik dari sensor suhu LM35 yang akan digunakan. Hal ini penting untuk keperluan kalibrasi dan ralat dari aplikasi pengukur suhu dengan Arduino tersebut. Sensor Suhu LM35 Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronika yang memiliki kemampuan mendeteksi input nilai besaran suhu dari lingkungannya, kemudian memberikan output besaran listrik dalam bentuk tegangan. Konfigurasi kaki IC LM35 tampak pada gambar, dengan urutan Vs tegangan pencatu (5 volt), nilai tegangan input ke microcontroller Arduino, dan ground.
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor suhu LM35 : 1. Memiliki tingkat kepekaan suhu, dengan faktor skala linier berbanding dengan suhu 10 mV untuk setiap perubahan 1 derajad celsius 2. Memiliki tingkat ketepatan kalibrasi yaitu 0,5 derajad celsius, pada suhu ruangan 25 derajad celsius 3. Memiliki jangkauan maximum operasi hingga 150 derajad celsius Mampu bekerja pada tegangan input 4 volt hingga 30 volt 4. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA 5. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-self-heating) yaitu kurang dari 0,1 derajad celsius pada ruang kamar 6. Memiliki tingkat impedance keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA 7. Memiliki ralat sekitar kurang lebih 0,25 derajad celsius
Langkah Kerja. Langkah kerja untuk project Arduino pengukur suhu sederhana ini ialah sebagai berikut ini :
Rangkai komponen yang dibutuhkan seperti pada gambar wiring diagram dengan board Arduino Sambungkan board Arduino dengan connector USB ke komputer Buka Arduino IDE, dan tulis source code (sketch) program Lakukan Verify untuk memastikan program telah ditulis dengan benar Selanjutnya Upload program tersebut ke board Arduino Lakukan pengujian dan amati hasil suhu terukur Bandingkan hasil pengukuran tersebut dengan suhu terukur dari thermometer suhu raksa
BAB 2 ISI LAPORAN
D. Alat dan Bahan Praktikum : -
1 buah arduino uno 1 buah breadboard 1 buah sensor temperatur LM35 15 buah kabel jumper berbeda warna, masing-masing sepanjang 2m 1 buah LCD Aplikasi Arduino Uno 1 buah sambungan USB Arduino Uno PC
E. Prinsip Kerja : 1. MENDAPATKAN & MENGINSTAL SOFTWARE ARDUINO: File instalasi software Arduino dapat diperoleh pada alamat situs web di bawah ini : http://arduino.cc/en/Main/Software File instalasi ini berbentuk kompresi. Untuk menjalankan software-software Arduino maka file tersebut harus diekstrak ke dalam sebuah direktori. Beberapa software Arduino ditulis menggunakan bahasa pemrograman Java termasuk IDE-nya, sehingga ia tidak perlu diinstal seperti software pada umumnya tapi dapat langsung dijalankan selama komputer Anda telah terinstall Java runtime. IDE ini bisa langsung digunakan untuk membuat program namun untuk saat ini belum bisa dipakai untuk berkomunikasi dengan papan Arduino karena driver harus diinstal terlebih dahulu. 2. Wiring Diagram Rangkaian Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD : Langkah selanjutnya perlu dilakukan pemetaan konfigurasi wiring diagram. Hal ini ditujukan agar pin yang digunakan pada source code dan wiring diagram sesuai. Berikut ini ialah wiring diagram yang digunakan antara Arduino dengan LCD.
Keterangan: a) Kita harus meletakkan komponen pada breadboard. Namun LCD tidak bisa diletakkan begitu saja agar bisa tersambung dengan rangkaian breadboard. Solusinya adalah dengan memasang pin header dan pada LCD dan menyolder. Jadi, pasang pin header pada seluruh lubang yang terdapat pada lubang di PCB nya LCD. Setelah itu solder semua pin header. b) Pasangkan semua komponen dan kabel ke rangkaian breadboard. Tips! Gunakan kabel yang berlainan warna untuk hubungan yang berdekatan. Itu akan mempermudah kamu mengenali sambungan dan lebih cepat menangani kesalahan yang mungkin terjadi. Jangan khawatir bila nantinya salah pada saat wiring. Perhatikan rangkaian baik-baik dan pastikan tersambung. c) Jika rangkaian sudah benar dan Arduino terhubung dengan sumber daya, LCD akan menyala. Atur kontras pada LCD dengan memutar potensiometer. d) Hubungkan Arduino ke komputer. Masukkan kode program untuk mendeteksi suhu dan menampilkan ke LCD.
Berdasarkan gambar wiring diagram tersebut: 1. LCD RS pin dihubungkan ke digital pin 12 2. LCD Enable pin dihubungkan ke digital pin 11 3. LCD D4 pin dihubungkan ke digital pin 5 4. LCD D5 pin dihubungkan ke digital pin 4
5. LCD D6 pin dihubungkan ke digital pin 3 6. LCD D7 pin dihubungkan ke digital pin 2 7. Vout LM35 dihubungkan ke analog pin A0
3. Berikut ini adalah source code (sketch) Arduino, aplikasi pengukur suhu dengan LM35 : /* Program aplikasi pengukur suhu Arduino LM35 Loki Lang */ #include
LiquidCrystal lang(12, 11, 5, 4, 3, 2); int lm35 = A0; int val = 0; float temp; void setup() { pinMode(A0, INPUT); lang.begin(16, 2); lang.setCursor(0, 0); lang.print("Arduino"); lang.setCursor(0, 1); lang.print("Pengukur Suhu"); delay(1000); lang.clear(); } void loop() { val = analogRead(lm35); delay(100); lang.setCursor(0, 0); lang.print("Suhu celsius:"); lang.setCursor(0, 1); temp = val * 5; temp *= 100; temp /= 1023; lang.print(temp); }
Keterangan : Penjelasan untuk source code (sketch) Arduino aplikasi pengukur suhu dengan LM35 ialah sebagai berikut. Untuk function analogRead(lm35), digunakan dalam membaca nilai analog dari sensor suhu LM35 yang terhubung dengan pin analog Arduino A0 Nilai pembacaan ADC disimpan dalam variable val Penggunaan function delay(), bertujuan agar pembacaan ADC stabil Variable temp merupakan variable untuk nilai suhu yang akan ditampilkan nilainya pada LCD Selebihnya ialah function untuk mengubah nilai ADC ke suhu celsius dan function terkait dengan penampil LCD. Mengubah Nilai ADC ke Nilai Suhu Dengan karakteristik sensor suhu LM35, bahwa setiap perubahan suhu 1 derajad celsius akan mengakibatkan perubahan nilai tegangan sebesar 10 mV. Dalam nilai standard unit 1 derajad celsius mengakibatkan perubahan 0,01 V, hingga diperoleh konstanta perubahan tegangan tiap satuan suhu 0,01 V/ºC. Sebagai contoh, pada saat suhu 50 derajad celsius nilai tegangannya ialah sebesar 500 mV. Untuk mendapatkan nilai suhu dalam celsius, terlebih dahulu mengolah nilai data digital yang terbaca oleh ADC. Secara garis besar langkah secara umum untuk mengubah nilai ADC menjadi nilai suhu bertahap ialah sebagai berikut : 1. Bagi nilai ADC yang terbaca dari sensor suhu LM35 dengan prescaler, nilai maximum resolusi yang digunakan, resolusi ADC Arduino 10 bit, nilai maximum resolusi 1023. 2. Selanjutnya mencari nilai tegangan terbaca, kalikan nilai yang diperoleh sebelumnya dengan nilai tegangan referensi, dalam hal ini digunakan tegangan referensi sebesar 5 volt. 3. Setelah diperoleh nilai tegangan (dalam mV), selanjutnya ialah mengubah nilai tersebut dalam skala suhu celsius. 4. Dalam hal ini nilai skala tegangan mV dibagi dengan konstanta 0,01 V/ºC, atau dengan kata lain (pada source code) mengalikan nilai tegangan tersebut dengan 100.
Catatan bila menggunakan langkah umum tersebut akan membuat hasil pembacaan suhu menjadi 0. Hal tersebut dikarenakan dalam source code (sketch) program pengukur suhu ini, nilai ADC berupa integer dengan rentang nilai antara
0 hingga 1023, jumlah keseluruhan 1024. Bila dibagi terlebih dahulu dengan nilai 1023 maka akan menghasilkan output integer pula dengan nilai 0 atau 1. Oleh sebab itu nilai pembacaan ADC perlu ditampung terlebih dahulu dalam variable temp yang berupa data float, dengan dikalikan dengan nilai tegangan referensi dan konstanta pengalinya. Baru kemudian dibagi dengan nilai 1023 agar dapat menghasilkan pembacaan nilai suhu yang tepat. 4. Masukan kode program ke dalam aplikasi arduino : kemudian kita masukan kode program ke dalam aplikasi pengukur suhu yang sudah tertera pada gambar diatas, hati-hati saat kita memasukan kode programnya karena jika salah tanda pada salah satu huruf atau angka, uotput pada LCD tidak akan terbaca bahkan saat loading untuk mengupload pun tidak bisa berjalan dengan baik. Hal ini sangat berpengaruh terhadap proses berjalannya suatu perangkat sensor pengukur suhu tersebut. Jika anda telah selesai memasukan kode programnya ke dalam aplikasi arduino silahkan klik tombol apply untuk mengupload program tersebut. Saat setelah mengupload programnya maka akan tampil kalimat“ Done Compiling ” seperti gambar di bawah ini :
# Hasil pegujian rangkaiannya akan terlihat seperti gambar nomor 5.
5. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD:
Keterangan: Proses terakhir adalah menguji rangkaian beserta program yang telah dikerjakan sebelumnya. Dalam pengujian kali ini, rangkaian arduino uno Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD menggunakan sumber daya USB untuk menghidupkan rangkaian. Apabila layar LCD menampilkan tulisan yang tidak jelas atau tidak tampak sama sekali, maka Anda cukup mengatur trimpot hingga tulisan di layar terlihat jelas.
BAB 3 PENUTUP
F. Kesimpulan Berdasarkan analsis data dan pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan. 1. Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD bekerja dengan cara memanfaatkan prinsip suhu tubuh. 2. Proses pembuatan skala pada Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD dilakukan dengan menggunakan bantuan karakter dari LED dan aplikasi software Arduino. 3. Terdapat hubungan positif dan linier antara suhu terhadap peningkatan dan penurunan suhu pada Sensor pengukur suhu panas dengan indikator LCD.
G. Saran 1. Sebaiknya fokus dalam melakukan pengukuran dan membandingkan lebih banyak titik-titik suhu panas saat setelah menganalisa suhu tersebut. 2. Berhati-hati dalam penentuan batas pengukuran dan menganalisa karena kegiatan ini menggunakan konsep fisika dari asas Black dan kalor laten.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.elektro.undip.ac.id/mikro/ http://www.datasheetcatalog.com/ Electroniclib’s Blog. 2010. Termometer Digital dengan Sensor LM35. http://sipendiagnosa.blogspot.com/2012/07/rangkaian-alat-pemantausuhu.html [Online] : 13 Desember 2013. Reynaldo, Rifky. Pendeteksian Suhu Sekitar Menggunakan Sensor LM35 dan Mikrokontroler Atmega16. http://www.scribd.com/doc/95558411/PendeteksianSuhu-Sekitar-Menggunakan-Sensor-Lm35-Dan-Mikrokontoler-Avr-Atmega16. http://lang8088.blogspot.co.id/2014/11/project-arduino-aplikasipengukur-suhu.html
